ФУНДАМЕНТЫ ОПОР
Слайд 2. Конструкции фундаментов под опоры линий электропередачи выбираются в соответствии со следующими критериями:
— это тип опоры (железобетонная опора или металлическая, промежуточная или анкерно-угловая);
— действующей на фундамент нагрузкой (учитываются нагрузки на вырывание, сжатие, горизонтальные нагрузки);
— а также характеристиками грунта основания.
В практике линейного строительства эти исходные условия изменяются в широких пределах, в связи с чем для закрепления опор применяются различные типы фундаментов.
Слайд 3. Рассмотрим же основные типы используемых фундаментов в практике электросетевого проектирования.
И первый тип фундаментов, пожалуй, самый распространенный в настоящее время, это сборные ж.-б. грибовидные подножники.
Основные типы используемых фундаментов под промежуточные опоры — это прямостоечные и в зависимости от решения оголовка они могут быть предназначены под опоры, закрепляемые с помощью двух болтов – к примеру, самые массовые марки Ф3-2, Ф4-2, Ф5-2 и под опоры, закрепляемые с помощью четырех болтов – Ф5-4, Ф6-4. Данные типы отличаются между собой глубиной заложения: для фундаментов Ф3-2 и Ф4-2 она составляет 2.5 м, для других модификаций Ф5-2, Ф5-4 и Ф6-4 – 3м, а также между собой они различаются размерами плиты основания в плане.
В редких случаях также нами применялись повышенные прямостоечные фундаменты, это модификации ФП6-2, ФП6-4. Высота данных фундаментов 5м. Они предназначены в основном для закрепления опор в сложных грунтовых условиях, однако ввиду развития свайных закреплений, а также по причине сложностей, связанных с разработкой котлованов на большую глубину, мы их уже практически не применяем.
Слайд 4.
Основные типы используемых грибовидных подножников под анкерно-угловые опоры – это модернизированные с наклонной стойкой – Ф3-Ам, Ф4-Ам, Ф5-Ам. Для закрепления опор с большими вырывающими усилиями предусмотрены составные фундаменты ФС1-Ам, ФС2-Ам, которые собираются из подножника Ф6-Ам и двух навесных плит соответственно ПН1-А и ПН2-А Данные типы фундаментов имеют оголовок с карманами под болты, который до бетонирования прикрепляется к армокаркасу и размещается внутри металлической опалубки. Все эти подножники рассчитаны на установку четырех болтов диаметром 36 мм с базой болтов 250мм. Существуют также вариации, выпускаемые Светлогорским заводом, это фундаменты с неокрашенными анкерными болтами и с оцинкованными анкерными болтами – к примеру, обозначения
Ф3-Ам-С, Ф3-Ам-Сц.
В случаях действия на фундаменты больших вырывающих усилий применяются немодернизированные фундаменты со стальным оголовком и с анкерными болтами большего сечения. Это модификации Ф3-А, Ф4-А, Ф5-А, ФС1-А, ФС2-А. Данные фундаменты имеют наклонную стойку и наголовник с базой болтов 250 мм и диаметром 48мм, к примеру модификация с оцинкованными анк. болтами — Ф3-Ац-48, а также базой болтов 350 мм и диаметром 56 мм (для всех опор типа У330-2т и с подставками). Пример обозначения — Ф5-Ац-350.
При наличии значительных горизонтальных и вертикальных вырывающих нагрузок грибовидные фундаменты усиливаются ригелями, ориентация которых должна производится в строгом соответствии с проектными чертежами.
Рассмотрим же наиболее актуальные проблемные ситуации, связанные с устройством котлованов под фундаменты опор ЛЭП.
Слайд 5
И 1-ый вопрос, который хотелось бы озвучить — это соблюдение максимально допустимой величины крутизны откосов котлована. В соответствии с приложением П16 к СНБ 5.01.01, а также с технологическими картами на устройство котлованов, при разбивке контуров котлованов необходимо учитывать крутизну его откосов, которую допускает данный грунт (табл., представленная на слайде, первое число-высота откоса, второе - его ширина). Несоблюдение этого правила может привести к обвалу грунта. Также необходимо отметить, что объемы земляных работ рассчитываются в соответствии с представленными в таблице значениями для откосов котлованов.
Что же касается самих котлованов. Технологические карты предусматривают разработку котлована одного общего под все четыре фундамента, однако это приводит к ненужным большим физическим затратам труда. Поэтому по факту есть смысл для опор с большими базами копать отдельные котлованы под каждый фундамент, соблюдая допустимые значения уклонов котлована, под промежутки же два котлована (один для двух близстоящих фундаментов).
Слайд 6
2-ой актуальный вопрос — это мероприятия, связанные с водоотливом.
В соответствии с технологическими картами, котлованы, заполненные водой, перед установкой фундаментов должны быть осушены (воду необходимо откачать). Установка фундаментов в котлован, представленный на слайде, недопустима. Основание котлована после откачки воды необходимо зачистить до плотного грунта. Если при подчистке оно окажется ниже проектной отметки, необходимо сделать песчано-гравийную подсыпку до проектной отметки с тщательной трамбовкой подсыпанного слоя. Также на спланированное дно (место установки фундаментов) обязательно укладывается щебеночная подготовка в соответствии с проектом.
Слайд 7
В случаях устройства фундаментов в сильнообводненных грунтах возможна их установка с глубиной заложения меньше предусмотренной проектом, с обязательным устройством банкетки. Указанное изменение глубины заложения фундамента должно быть обязательно согласовано с проектным институтом.
3-ий актуальный вопрос связан с обратной засыпкой котлованов и трамбованием.
Слайд 8, 9
Разрыв времени между окончанием работы по устройству котлованов и установкой в них фундаментов должен быть минимальным и не превышать 1-2 суток в сухих глинистых грунтах. В песчаных грунтах установка фундаментов должна производиться, как правило, немедленно вслед за отрывкой котлованов. К сожалению, данное требование зачастую не соблюдается. Большие перерывы между устройством котлованов и установкой фундаментов приводят, во-первых, к обрушениям его стенок, также к водонасыщению грунта на дне котлована, особенно в сырую влажную погоду, в зимнее время – к промерзаниям дна котлована, а в сильнообводненных грунтах – к полному заполнению котлована поступающими подземными водами. Все эти факторы в последствии приводит к неравномерным осадкам грунта под подошвой фундамента и неплотному соприкосновению подошвы фундамента с грунтом основания.
При рытье котлованов в зимнее время основание котлованов необходимо обязательно предохранить от промерзания слоем утеплителя из местных материалов.
Засыпка котлованов должна производиться горизонтальными слоями, толщина которых должна быть не более 20-30 см. В соответствии с рекомендациями по устройству фундаментов грунт при засыпке необходимо тщательно уплотнять до объемного веса 1,6 т/м3 и с контролем влажности.
Вопрос достижения данного значения плотности остается открытым. Не всегда выполняется данное требование, поскольку при проведении авторских надзоров было отмечено, что нога чисто физически может проваливаться в границах разработки котлована или на поверхности банкеток.
Также необходимо отметить, что рекультивируемый слой не всегда восстанавливается по правилам, а просто все перемешивается и засыпается общей массой.
Слайд 10
4-ый актуальный вопрос касается культуры производства грибовидных подножников на заводе. Зачастую при изготовлении фундаментов не соблюдаются допуски в отклонениях геометрических размеров подошвы фундамента. При нормах отклонений по горизонтали до 5мм, по факту они могут достигать 1 см и даже более. Данная проблема приводит к последующему возникновению зазора между пятой опоры и верхней гранью фундамента от 3мм и более, до 3см. Поскольку ТКП предусматривает отсутствие каких-либо зазоров, прилегание д. б. плотное, приходится предусматривать клиновидные вставки в данные зазоры, а при небольших зазорах – использование жидких заполняющих компонентов.
Слайд 11
2. Свайно-ростверковые фундаменты (забивные сваи)
Закрепление опор на свайно-ростверковых фундаментах с забивными сваями, как правило, целесообразно в следующих случаях:
— Когда необходимо закрепить опору в слабых и текучих грунтах, в случаях обнаружения на пикете опоры торфяных линз на глубине, а также в случаях, когда органические и текучие грунты залегают ниже глубины заложения грибовидных подножников (-2,85 м);
— В случаях установок опор в зонах, отведенных под скотомогильники, земляные разработки в которых запрещены.
— В случаях, когда закрепление пор на грибовидных подножниках не обеспечивает нормируемого расстояния от подземной части опоры до инженерных коммуникаций (напр., кабель связи, газопровод), а также в стесненных условиях города (напр., близкое расположение дорог, тротуаров)
Так же свайные фундаменты позволяют избежать сложностей, возникающих с водоотливом в сильнообводненных грунтах.
Наиболее массово был применен данный тип фундамента на объекте «Строительство АЭС в РБ» на пусковых комплексах 1-7 по запросу заказчика компании NCPE.
Однако в процессе производства работ пришлось столкнуться с рядом сложностей.
Слайд 12
1. Большие величины недозабива, связанные с присутствием валунов, камней в толще грунта, плотный грунт. Так же причиной может быть неправильный выбор механизмов, например, с недостаточным весом и мощностью.
Слайд 13
2. Ограничение нормативными документами диаметра лидерной скважины, которая облегчает ее забивку сваи в грунт (раннее допускался диаметр лидера диметром таким же как и у сваи), сейчас существует ограничение на менее чем на 150 мм чем диаметр забиваемой сваи, что не дает существенного облегчения забивки сваи в сухих плотных грунтах, например, в песках.
Слайд 14
3. Точность забивки. Забивка свай производится без фиксирующих их положение кондукторов, т. к. трудоемко устанавливать его на каждую сваю, но его отсутствие позволяет свае смещаться в стороны и наклонятся, что нередко превышает допустимые нормы.
4. При устройстве монолитных ростверков для обеспечения защитного слоя бетона необходимо использовать специальные фиксаторы для арматурных стержней, вместо которых используются различные камни и куски арматуры, что недопустимо.
5. Не соблюдаются правила хранения арматуры, что является причиной ее коррозии, не укрывают во время осадков.
Слайд 15
6. Не соблюдение правил транспортировки бетона и устройства монолитных ростверков в зимних условиях. Бетон должен набирать прочность в определенном температурно-влажностном режиме, что в зимних условиях обеспечивается такими методами как, например, электропрогрев электродами опалубки. Бетон на портландцементе, достигающий прочности на 28-й день и замороженный через сутки, после укладки, безвозвратно теряет до половины своей прочности.
Не соблюдение этих правил значительно снижает прочность бетона и его сцепление с арматурой, а также уменьшает его плотность, стойкость и долговечность, образовываются трещины, сколы, выемки.
На 3 ПК объекта «Строительств АЭС в РБ» произошел такой случай. В ходе авторского надзора были обнаружены многочисленные характерные трещины на ростверках некоторых опор ВЛ. Кубические образцы бетона ростверка отобранного на испытание класс бетона заложенный в проекте не подвердили. Он оказался несколько ступеней ниже. Было принято решение испытать ростверки неразрушающими методами. Класс заложенный в проекте на многих из них не подтвердился. Вероятней всего именно несоблюдение правил перевозки либо правил устройства монолитных ростверков в зимних условиях стало причиной того, что бетон не подтвердил проектную прочность.
Слайд 16-17
3. Буронабивные сваи
Было несколько случаев, например, на объекте в г. Гродно когда была необходимость применить буронабивные сваи на пикете, находящемся в стесненных условиях с большой толщей насыпного ненесущего грунта с близко пролегающим водопроводом. Т. к. цельные железобетонные промышленные бурозабивные сваи имеют ограничение по длине и при их забивке может повредится водопровод.
Слайд 18
4. Поверхностный металллический фундамент
под промежуточные опоры
В условиях прохождения линии в местах с большой толщей торфа или слабонесущего грунта, а так же в санитарных зонах, например, в местах захоронения сибирской язвы, где не допускается разработка грунта, в местах с близкопролегающими подземными коммуникациями, дренажные систем возможно применение поверхностного фундамента.
Поверхностный фундамент представляет собой подставку, собранную из уголкового профиля и опирающегося на три фундаментных блока, состоящего из сборных железобетонных грузовых балок.
Слайд 19-20
Основными проблемами при устройстве данного типа фундамента является качество сборки, отклонение геометрических размеров элементов. Так же необходимо прочистка поверхности перед установкой. Должна быть хорошо спланированная ровная поверхность без корневищ и кочек.
